主要阐述点：
1、同步/异步 or 阻塞/非阻塞
2、网络模型演进
3、代码示例
| 一、同步/异步 or 阻塞/非阻塞 |
同步/异步：核心点在于是否等待结果返回。同步即调用者必须等到结果才返回，而异步则可立即返回无需等待结果，通过后期异步回调、状态检查等方式得到结果。
阻塞/非阻塞：核心点在于执行线程是否会阻塞。阻塞，例如在读操作中如果内核数据未准备好则会当阻塞读线程；而非阻塞，在内核数据未准备好前读线程无需等待，可以忙里偷闲干别的事情，
但是需要定期检查。
| 二、网络模型演进 |
1、原始版BIO： 单线程监听链接，每次只处理一个链接请求且读写阻塞。缺点：每次只能处理一个请求，读写阻塞。
2、线程版BIO： 单线程监听链接，可同时处理多个请求，每次分配一个线程处理一个链接请求，线程之间读写非阻塞。缺点：线程可能开设过多导致机器瓶颈，线程过多导致cpu上下文切换消耗大，
线程销毁浪费资源，单线程内部读写依然阻塞。
3、线程池版BIO： 单线程监听链接，可同时处理多个请求，每次将链接请求加入线程池工作队列，减少【线程版BIO】线程创建过多问题，线程之间读写非阻塞。缺点：存在客户链接数量限制，
单线程内部读写依然阻塞。
4、JDK4版本NIO：单线程监听链接，可同时处理多个请求，基于事件驱动形式。Selector封装操作系统调用(如linux epoll)，每个客户端链接用通道Channel表示，当通道Channel数据准备完毕将触发相应事件。
- 4.1、NIO解决传统BIO痛点问题：
（1）读写阻塞：传统BIO只有当线程读写完成才会返回，否则线程将阻塞等待。而NIO在通道Channel准备完毕之后会由Selector触发事件，线程基于事件完成相应操作。在内核数据未准备好之前，线程
可以忙里偷闲处理其他逻辑，解决BIO阻塞等待内核数据准备的问题。
（2）客户端链接数量限制：BIO利用开设线程解决客户端之间读写非阻塞问题，但单机开设线程数量存在限制(即使开设线程池处理也有上限)，而在像QQ聊天室这样需要建立大量长链接但数据量小的场景中难以满足需求。
在NIO中每个客户端链接对应一个SocketChannel，所有通道Channel注册到Selector统一管理。通道Channel相对线程Thread更轻量级，单机即可同时处理大量链接。
- 4.2、网络模型
上图体现了JAVA NIO 中有3个核心概念：
- Channel：与传统BIO的InputStream/OutputStream类似，区别在于Channel为双向通道支持同时读写。
- Buffer：独立数据缓冲区，所有关于Channel的读写操作都需要经过Buffer。
- Selector：将Channel注册到Selector并监听通道事件，是NIO模型中的核心类。
详细概念参考 JAVA NIO Tutorial
| 三、代码示例 |
服务端Server端代码：
public class MyNioServer {
private Selector selector;
private final static int port = 8686;
private final static int BUF_SIZE = 10240;
private static ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(BUF_SIZE);
private void initServer() throws IOException {
//创建通道管理器对象selector
this.selector = Selector.open();
//创建一个通道对象channel
ServerSocketChannel channel = ServerSocketChannel.open();
channel.configureBlocking(false);
channel.socket().bind(new InetSocketAddress(port));
channel.register(selector, SelectionKey.OP_ACCEPT);
while (true){
// 这是一个阻塞方法，一直等待直到有数据可读，返回值是key的数量（可以有多个）
selector.select();
// 如果channel有数据了，将生成的key访入keys集合中
Set<SelectionKey> keys = selector.selectedKeys();
// 得到这个keys集合的迭代器
Iterator<SelectionKey> iterator = keys.iterator();
while (iterator.hasNext()){
SelectionKey key = iterator.next();
iterator.remove();
if (key.isAcceptable()){
doAccept(key);
}else if (key.isReadable()){
doRead(key);
}else if (key.isWritable()){
doWrite(key);
}else if (key.isConnectable()){
System.out.println("连接成功！");
}
}
selector.selectedKeys().clear();
}
}
public void doAccept(SelectionKey key) throws IOException {
ServerSocketChannel serverChannel = (ServerSocketChannel) key.channel();
System.out.println("ServerSocketChannel正在循环监听");
SocketChannel clientChannel = serverChannel.accept();
clientChannel.configureBlocking(false);
clientChannel.register(key.selector(), SelectionKey.OP_READ);
}
public void doRead(SelectionKey key) throws IOException {
SocketChannel clientChannel = (SocketChannel) key.channel();
byteBuffer.clear() ;
int size = clientChannel.read(byteBuffer);
byteBuffer.flip() ;
byte[] data = byteBuffer.array();
String msg = new String(data, 0, size).trim();
System.out.println("从客户端发送过来的消息是："+msg);
clientChannel.register(selector, SelectionKey.OP_WRITE);
}
public void doWrite(SelectionKey key) throws IOException {
SocketChannel clientChannel = (SocketChannel) key.channel();
byteBuffer.clear();
byteBuffer.put("收到你的请求 给客户端回复消息".getBytes()) ;
byteBuffer.flip() ;
while (byteBuffer.hasRemaining()){
clientChannel.write(byteBuffer);
}
clientChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
}
public static void main(String[] args) throws IOException {
MyNioServer myNioServer = new MyNioServer();
myNioServer.initServer();
}
}
客户端Client代码：
public class MyNioClient {
private Selector selector; //创建一个选择器
private final static int port_server = 8686;
private final static int BUF_SIZE = 10240;
private static ByteBuffer byteBuffer = ByteBuffer.allocate(BUF_SIZE);
private void initClient() throws IOException {
this.selector = Selector.open();
SocketChannel clientChannel = SocketChannel.open();
clientChannel.configureBlocking(false);
clientChannel.connect(new InetSocketAddress(port_server));
clientChannel.register(selector, SelectionKey.OP_CONNECT);
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
while (true){
selector.select();
Iterator<SelectionKey> iterator = selector.selectedKeys().iterator();
while (iterator.hasNext()){
SelectionKey key = iterator.next();
iterator.remove();
if (key.isConnectable()){
doConnect(key);
}else if (key.isWritable()){
doWrite(key, scanner);
}else if (key.isReadable()){
doRead(key);
}
}
selector.selectedKeys().clear();
}
}
public void doConnect(SelectionKey key) throws IOException {
SocketChannel clientChannel = (SocketChannel) key.channel();
if (clientChannel.isConnectionPending()){
clientChannel.finishConnect();
}
System.out.println("已经与服务端建立链接");
clientChannel.register(selector, SelectionKey.OP_WRITE);
}
public void doWrite(SelectionKey key, Scanner scanner) throws IOException {
SocketChannel clientChannel = (SocketChannel) key.channel();
System.out.print("please input message:");
String message = scanner.nextLine();
byteBuffer.clear();
byteBuffer.put(message.getBytes("UTF-8"));
byteBuffer.flip();
while (byteBuffer.hasRemaining()){
clientChannel.write(byteBuffer);
}
clientChannel.register(selector, SelectionKey.OP_READ);
}
public void doRead(SelectionKey key) throws IOException {
SocketChannel clientChannel = (SocketChannel) key.channel();
byteBuffer.clear() ;
int size = clientChannel.read(byteBuffer);
byteBuffer.flip() ;
byte[] data = byteBuffer.array();
String msg = new String(data, 0 , size).trim();
System.out.println("服务端发送消息："+msg);
clientChannel.register(selector, SelectionKey.OP_WRITE);
}
public static void main(String[] args) throws IOException {
MyNioClient myNioClient = new MyNioClient();
myNioClient.initClient();
}
}
交互信息：
==> 客户端 已经与服务端建立链接 please input message:hello 服务端发送消息：收到你的请求 给客户端回复消息 please input message:world 服务端发送消息：收到你的请求 给客户端回复消息 please input message:kitty 服务端发送消息：收到你的请求 给客户端回复消息 please input message: ==> 服务端 ServerSocketChannel正在循环监听 从客户端发送过来的消息是：hello 从客户端发送过来的消息是：world 从客户端发送过来的消息是：kitty
参看链接：深入分析 Java I/O 的工作机制
